空氣微處理器是通過空氣的進(jìn)出來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算的微處理器，它能夠自動(dòng)完成一系列復(fù)雜的化學(xué)任務(wù)。2009年9月，美國密歇根大學(xué)安娜堡分校兩人發(fā)明了一種微型處理器，由空氣流動(dòng)對(duì)二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行處理，吸入空氣標(biāo)示0放出空氣標(biāo)示1，這是繼“大腸桿菌”處理器之后，人類對(duì)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的又一另類發(fā)明。

空氣微處理器-簡介

除了標(biāo)準(zhǔn)電子計(jì)算機(jī)，人類還沒有其他更快捷的方法進(jìn)行運(yùn)算(除了一種用大腸桿菌進(jìn)行運(yùn)行的概念計(jì)算機(jī)之外)。不過美國科學(xué)家發(fā)明了一種新型的微處理器，該處理器僅通過空氣的進(jìn)出就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算。這種運(yùn)算方法是由美國密歇根大學(xué)安娜堡分校的李明松(Minsoung Rhee，音譯)和馬克·伯恩斯(Mark Burns)發(fā)明的。整個(gè)微型處理器由很多復(fù)雜的路線和閥門組成。

兩位研究人員運(yùn)用這種方式得到了多種的邏輯門、觸發(fā)器和移位寄存器。他們將這些關(guān)聯(lián)在一起，最終發(fā)明了這種由空氣控制的8位微處理器。這種微機(jī)能處理的最長離散數(shù)據(jù)為8位二進(jìn)制數(shù)，和上個(gè)世紀(jì)80年代使用的處理器很類似(如Nintendo娛樂系統(tǒng))。

空氣微處理器-工作原理

其工作原理是通過空氣流進(jìn)或流出閥門來對(duì)二進(jìn)制信號(hào)處理，吸入空氣表示0，釋放空氣表示1。在微型處理器氣室的下方有一個(gè)空氣管道，管道采用具有彈性的不滲透膜與線進(jìn)行路隔離。科學(xué)家們通過改變流經(jīng)空氣管道的空氣流量來帶動(dòng)氣室氣壓的變化，從而最終達(dá)到控制閥門的目的。

當(dāng)氣室氣壓較低時(shí)，就會(huì)有空氣從管道進(jìn)入，從而帶動(dòng)不滲透膜向上前推，關(guān)閉閥門，這樣就能阻止二進(jìn)制信號(hào)流過處理器的接點(diǎn)。相反，當(dāng)空氣從氣室排除時(shí)，不滲透膜向下運(yùn)動(dòng)，閥門重新打開。這樣，二進(jìn)制信號(hào)就會(huì)流向處理器接點(diǎn)。

空氣微處理器-產(chǎn)品特色

已經(jīng)有許多微流控系統(tǒng)采用了氣動(dòng)閥來控制液流，因?yàn)槭褂脷鈩?dòng)控制電路要相對(duì)簡單省錢。雖然該設(shè)備要求芯片外的環(huán)境必須是真空的，但該微處理器的體積非常小，所需真空環(huán)境是可通過手泵來獲得。

空氣微處理器-功能應(yīng)用

這種空氣處理器的功能遠(yuǎn)不止運(yùn)算數(shù)據(jù)這么簡單。它對(duì)一些尖端實(shí)驗(yàn)室芯片的改進(jìn)也很有幫助。改進(jìn)后的芯片將能夠自動(dòng)完成一系列復(fù)雜的化學(xué)任務(wù)，或者對(duì)疾病和DNA進(jìn)行測(cè)試，以及一些其他的實(shí)驗(yàn)室工作。

空氣微處理器-存在問題

馬克·伯恩斯也指出，這種新型的微流體裝置還沒有應(yīng)用到實(shí)際生活中，因?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目需要大量的資金，而且一些芯片和元件非常昂貴。雖然采用邏輯電路可以降低運(yùn)行成本，但是大多數(shù)微流體裝置時(shí)不帶電子元件的，而在設(shè)備上安裝標(biāo)準(zhǔn)的電子閥又需要使用全新的制造工藝。

空氣微處理器-專家言論

英國倫敦帝國學(xué)院微流體專家安德魯·德梅洛(Andrew de Mello)認(rèn)為，對(duì)于發(fā)展中國家而言，簡易操作法可讓微流控設(shè)備更加實(shí)用。他表示：真空可通過手泵產(chǎn)生，表明這些設(shè)備的功率很低，適宜偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。